反比例函数图象与三等分角历史上,曾有人把三等分角问题归结为下面的作图问题
任取一锐角∠POH,过点 P 作 OH 的平行线,过点 O 作直线,两线相交于点 M,OM 交 PH 于点 Q,并使 QM=20P,设 N 为 QM 的中点
∵NP=NM=OP,∴∠1=∠2=2∠3
∵∠4=∠3,∴∠1=2∠4
∴∠MOH= ∠POH
问题在于,如何确定线段 QM 两端点的位置,并且保证 O,Q,M 在同一条直线上
事实上,用尺规作图无法解决这一问题
那么,退而求其次,能不能借助一些特殊曲线解决这一问题呢
帕普斯(Pappus,公元 300 前后)给出的一种方法是:如下图,将给定的锐角∠AOB 置于直角坐标系中,角的一边 OA 与 y= 的图象交于点 P,以 P 为圆心、以 2OP 为半径作弧交图象于点 R
分别过点 P 和 R作 x 轴和 y 轴的平行线,两线相交于点 M,Q,连接 OM 得到∠MOB
(1)为什么矩形 PQRM 的顶点 Q 在直线 OM 上
(2)你能说明∠MOB= ∠AOB 的理由吗
(3)当给定的已知角是钝角或直角时,怎么办
解:(1)设 P、R 两点的坐标分别为 P(a1, ),R(a2, ),则 Q(a1,),M(a2, )
设直线 OM 的关系式为 y=kx
∵当 x=a2时,y= ∴=ka2,∴k=
当 x=a1时,y= ∴Q(a1,)在直线 OM 上
(2)∵四边形 PQRM 是矩形
∴PC= PR=CM
∴∠2=2∠3
∵PC=OP,∴∠1=∠2, ∵∠3=∠4,∴∠1=2∠4, 即∠MOB= ∠AOB
(3)当给定的已知角是钝角或直角时,钝角或直角的一半是锐角,该锐角可以用此方法三等分